Шрифт: Arial Times
Размер: A A A
Кернинг: абв абв абв
Цвета: Ц Ц Ц Ц
Рус  /  Eng
Телефон приемной
(831) 216-33-33

 

Противодействие коррупцииКомплексный план противодействия идеологии терроризма в Российской Федерации на 2019-2023 годыПравительство Нижегородской областиЦЭТВСистема-112ГЛОНАССОфициальный интернет-портал государственных услугЕДИНЫЙ РЕЕСТР

Технологии Интернет

Основные технологии интернет

Технология ISDN
     Недавно, большинство пользователей Интернет предпочитало способ сеансового коммутируемого доступа к Сети, используя для этого обычные телефонные номера. Этот способ считался наиболее дешевым, но при этом он обеспечивал реальную скорость передачи данных до 56 Кбит/с, что вполне приемлемо для просмотра редко меняющейся текстовой информации.
     Вообще говоря, ISDN - это не услуга, технология. По определению ISDN - это сеть, обеспечивающая полностью цифровые соединения между оконечными устройствами для поддержки широкого спектра речевых и информационных услуг. ISDN расшифровывается как "цифровая сеть с интеграцией услуг" - Integrated Services Digital Network. Концепция ISDN была разработана в 70-х годах Bellcore, а сама технология стандартизована CCITT в 1984 году.
      Основой ISDN является сеть на базе цифровых телефонных каналов с пропускной способностью 64 Кбит/с. Поэтому, по сути ISDN - сеть с коммутацией каналов, однако в ней возможна также передача данных с коммутацией пакетов. Сеть ISDN позволяет использовать существующие медные кабели абонентской сети.
     ISDN обеспечивает интегрированное обслуживание и позволяет передавать по одной сети голос, данные и даже видео. Вместе с тем ISDN, как и обычная телефонная сеть, является коммутируемой, т.е. каждое оконечное устройство имеет свой номер (серию номеров). Соединения организуются при помощи коммутации каналов в соответствии с планами нумерации оконечных устройств.
Цифровые сети c интеграцией услуг ISDN можно использовать для решения широкого класса задач по передаче информации в следующих областях:
• телефония
• передача данных
• объединение удаленных ЛС
• доступ к глобальным компьютерным сетям (Internet)
• передача трафика, чувствительного к задержкам (видео, звук)
• интеграция различных видов трафика
      В последнее время наибольшее распространение получила услуга подключения к сети Интернет. Это вызвано следующими причинами:
Во-первых, ISDN позволяет обойти порог в 56 Кбит/с для скорости обмена данными между компьютерами по обычной телефонной сети и поднимает скорость передачи данных до 128 Кбит/с. ISDN позволяет оперировать одновременно несколькими цифровыми каналами по одной телефонной проводке. Качество получаемой при этом связи сравнимо с качеством выделенной линии.
Во-вторых, обычно, если несколько абонентских устройств (телефон, факс, модем и т.д.) должны работать одновременно, каждому из них требуется отдельная телефонная линия. В случае ISDN сигналы от нескольких источников можно комбинировать для передачи по одной линии, причем ISDN предоставляет единый интерфейс для всех источников.
В-третьих, вместо отправки вызова по основному каналу абонента в случае обычной телефонной системы, ISDN посылает цифровой пакет по отдельному внешнему каналу. С одной стороны, этот сигнал никак не влияет на уже установленные соединения, с другой - установление связи происходит очень быстро. Сигнализация позволяет также определить, кто звонит, а телефонное оборудование ISDN может автоматически принимать решение, куда перенаправить звонок.

Технология ATM

     Технология ATM ( Asynchronous Transfer Mode) - это транспортный механизм, ориентированный на установление соединения при передаче разнообразной информации в сети. Для этого в ATM разработана концепция виртуальных соединений (virtual connection) вместо выделенных физических связей между конечными точками в сети. Она обеспечивает высоко эффективную связь и большую гибкость в построении гомогенных сетей, где связь между узлами сети требуется независимо от их физического местоположения.
ATM - это метод передачи информации между устройствами в сети маленькими пакетами, называемыми ячейками (cells). Одним из самых важных преимуществ АТМ является возможность передавать в поле данных ячеек абсолютно любую информацию. К тому же АТМ не придерживается какой-либо определенной скорости передачи и может работать на сверх высоких скоростях. Все ячейки в АТМ фиксированной длины - 53 байта. Ячейка состоит из двух частей: заголовка (cell header) размером 5 байт и поля данных (cell payload) размером 48 байт. Заголовок содержит информацию для маршрутизации ячейки в сети. Поле данных несет в себе полезную информацию, которую собственно и нужно передать через сеть.

     Технология АТМ первоначально разрабатывалась телефонными компаниями для поддержки их коммуникаций и должна была стать основой для унифицированной передачи любой информации. В процессе разработки архитектура АТМ адаптировалась для частных корпоративных магистралей и сетей для рабочих групп. АТМ может передавать данные как через десятки метров, так и через сотни километров.
АТМ использует системы кодирования информации на физическом уровне, одинаково подходящие для передачи как по локальным, так и по глобальным сетям. Некоторые специальные типы ATM-интерфейсов поддерживаются сетями общего пользования для удаленной связи по АТМ, что решает задачу передачи данных между АТМ-сетями без специальных преобразований и независимо от территориального расположения устройств.

Что такое Frame Relay
     В вычислительных сетях ретрансляция кадров (frame relay) – эффективный, достаточно дешевый и быстрый способ передачи данных. Обычно используется для организации обмена данными между локальными сетями (LAN) через глобальную сеть (WAN). Каждый пользователь выделенной линией соединяется непосредственно со своим узлом ретрансляции, но такое соединение является прозрачным, т. е. отображается как прямая связь с пунктом назначения.
     В процессе ретрансляции данные помещаются в блоки разного размера, называемые кадрами. Причем привычная информация для коррекции ошибок в кадр не включается, за счет чего достигается увеличение скорости обмена данными. В большинстве случаев в сети организуются постоянные виртуальные каналы (PVC) в одной физической линии, благодаря чему для абонента соединение выглядит как выделенный прямой канал непосредственно с удаленной точкой. Хотя на самом деле существующая линия связи делится несколькими пользователями.
Ретрансляция пакетов работает на втором, канальном уровне (data link layer) модели OSI. В кадры могут заключаться пакеты разных протоколов, например, Ethernet и X.25. Кадры разных протоколов отличаются размерами.
Frame Relay работает на следующих скоростях: 56, 64, 128, 256, 512 кбит/с, 1.5 и 2 Мбит/с. Ретрансляция кадров фактически является чем-то средним между ISDN (128 кбит/с) и асинхронным режимом передачи (ATM), работающим примерно на тех же принципах, что и frame relay, только на скоростях от 155.520 Мбит/с до 622.080 Мбит/с. При проектировании протокола ретрансляции кадров за основу была взята старая технология коммутации пакетов X.25, используемая для передачи аналоговых данных, вроде голоса. Но, в отличие от X.25, ретрансляция кадров предлагает быструю пакетную технологию, в которой не используется коррекция ошибок. Если в кадре обнаруживается ошибка, этот кадр просто отбрасывается и передается заново (надо отметить, что в цифровых сетях процент ошибок гораздо меньше, чем в аналоговых).
     Frame relay не самый идеальный вариант для передачи потокового видео или голоса, так как здесь необходима непрерывная поддержка активного соединения, а при ретрансляции кадров канал связи в линии выделяется лишь при возникновении необходимости отправки/получения информации.
Сейчас сети с ретрансляцией кадров постепенно начинают вытесняться IP-сетями. С появлением мультисервисных сетей, кабельных и DSL-модемов протокол ретрансляции кадров отходит на второй план.

Технология Ethernet
     Технология Ethernet была разработана в исследовательском центре компании Xerox в 70-х годах. Ethernet стала базой спецификации IEEE 802.3, которая была опубликована в 1980 году. Вскоре после этого компании Digital Equipment (DEC), Intel и Xerox совместно разработали и приняли вторую версию спецификации Ethernet, совместимую с IEEE 802.3. В настоящее время термин Ethernet чаще всего используют для описания всех локальных сетей, работающих в соответствии с принципами CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) – множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий, что соответствует спецификации Ethernet IEEE 802.3. В модели OSI протокол CSMA/CD относится к доступу к среде. На этом уровне определяется формат, в котором информация передается по сети, и способ, с помощью которого сетевое устройство получает доступ к сети для передачи данных.
     CSMA/CD состоит из двух частей: Carrier Sense Multiple Access и Collision Detection. Первая часть определяет, каким образом рабочая станция с сетевым адаптером «ловит» момент, когда ей следует послать сообщение. В соответствии с протоколом CSMA, рабочая станция вначале «слушает» сеть, чтобы определить, не передается ли в данный момент какое-либо другое сообщение. Если слышится несущий сигнал (carrier tone), значит, в данный момент сеть занята другим сообщением – рабочая станция переходит в момент ожидания и находится в нем до тех пор, пока сеть не освободится. Когда в сети наступает молчание, станция начинает передачу. Вторая часть - Collision Detection – служит для разрешения ситуаций, когда две или более рабочие станции пытаются передавать сообщения одновременно. В этом случае передаваемые данные наложатся друг на друга и ни одно из сообщений не дойдет до получателя. Такую ситуацию называют конфликтом или коллизией (сигналы одной станции перемешаются с сигналами другой). Collision Detection требует, чтобы станция прослушала сеть также и после передачи пакета. Если обнаруживается конфликт, ситуация повторяет передачу пакета через случайно выбранный промежуток времени. Затем она вновь проверяет, не произошел ли конфликт. Термин «множественный доступ» подчеркивает тот факт, что все станции имеют одинаковое право на доступ к сети.
     Если одна из станций обнаружит коллизию, она пошлет специальный сигнал, предупреждающий другие станции о произошедшем конфликте. При коллизии уничтожаются все данные сети. После коллизии станции пытаются передать данные повторно. Для того чтобы предотвратить одновременную передачу, был разработан специальный механизм прерываний, который предписывает каждой станции выждать случайный промежуток времени перед повторной передачей. Станция, которой достался самый короткий период ожидания, первой получит право на очередную попытку передать данные, а остальные определят, что сеть занята и вновь будут ожидать. Сеть Ethernet относится к категории широковещательных. В таких случаях все станции видят все кадры вне зависимости от того, являются ли они их получателями. Каждая станция должна проверять, не ей ли предназначаются передаваемые данные. Полученные данные передаются на следующий уровень.
      В технологии Ethernet данные могут передаваться по коаксиальному или оптическому кабелю, а также через витую пару. Чаще всего при построении локальных сетей на основе этой технологии оптический кабель используется для формирования магистрали сети, в то время как витая пара применяется для подключения станций и серверов. Спецификации Ethernet были созданы в то время, когда для быстрой передачи данных требовались коаксиальные кабели. Необходимость перехода на менее дорогие телефонные кабели и попытка смягчить последствия разрыва коаксиального кабеля стали причинами появления спецификации 10Base-T IEEE 802.3. Эта спецификация определяет технологию Ethernet для сетей, построенных на базе неэкранированных витых пар и телефонных кабелей. При этом допускается звездообразная топология. Теоретическая производительность Ethernet составляет 10 Мбит/с. Однако нужно учитывать, что из-за коллизий технология Ethernet никогда не может достичь своей максимальной производительности. При увеличении числа станций в сети временные задержки между посылками отдельных пакетов по сети возрастают, так как количество коллизий увеличивается. Поэтому реальная производительность Ethernet не превышает 70% от теоретической.


Технология Gigabit Ethernet
     Вследствие возрастания информационных потоков возникла потребность в увеличении скорости передачи стандарта Ethernet. Была предложена спецификация Gigabit Ethernet, принятая к разработке комитетом IEEE 802.3. 29 июня 1998 года был принят стандарт IEEE 802.3z. Он позволяет в несколько раз увеличить пропускную способность компьютерной сети без замены проводки, без значительных изменений в ее топологии и логической организации, без перехода к новым способам передачи данных, которые непосредственно несовместимы с имеющимися. Необходимы только сетевые устройства, поддерживающие новую спецификацию Gigabit Ethernet. На сегодняшний день гигабитные скорости недостаточно востребованы российским рынком в связи с небольшим количеством приложений, действительно требующих передачи данных по сети с такой скоростью.
      Перспективы этой технологии в локальных сетях связаны с ростом объемов трафика (это касается любых сетей - корпоративных или операторских). В корпоративных сетях гораздо проще выделить требовательных к полосе пропускания пользователей и рабочие группы, которым необходимы гигабитные соединения. В этом случае Gigabit Ethernet можно использовать не во всей сети, а локально Использование более высокоскоростной технологии, естественно, несколько удорожает стоимость соединений, но на сегодня разница в цене между решениями на базе Fast Ethernet и Gigabit Ethernet не столь велика.
      Между всеми тремя технологиями осталось много общего. Прежде всего, это метод доступа к среде передачи данных CSMA/CD, полудуплексный и полнодуплексный режимы работы, а также форматы кадров Ethernet.
Первой проблемой реализации скорости 1 Гбит/с стало обеспечение приемлемого диаметра сети. Минимальный размер кадра в сетях Ethernet и Fast Ethernet составляет 64 байта. При скорости передачи 1 Гбит/с этот размер кадра приводит к тому, что для надежного распознавания коллизий необходимо, чтобы максимальный диаметр сети (расстояние между двумя наиболее удаленными друг от друга компьютерами) составлял не более 20 м, что было бы мало полезным (успешное распознавание коллизий возможно только в том случае, если время между посылкой двух последовательных кадров минимальной длины больше, чем двойное время распространения сигнала между двумя максимально удаленными друг от друга узлами в сети). Поэтому, чтобы обеспечить максимальный диаметр сети в 200 м (два кабеля по 100 м и коммутатор), минимальная длина кадра в стандарте Gigabit Ethernet была увеличена до 512 байт.
     Всего определяются четыре различных типа физических интерфейсов, которые отражены в спецификациях стандарта 802.3z (1000Base-X) и 802.3ab (1000Base-T).
Спецификация 802.3z (интерфейс 1000Base-X) описывает использование одномодового и многомодового оптического волокна (интерфейс 1000Base-LX и 1000Base-FX), а также экранированной витой пары STP категории 5 на расстояния до 25 метров (интерфейс 1000Base-CX). Интерфейс 1000Base-CX не получил распространения из-за малой длины сегмента. Попытки увеличить длину сегмента столкнулись с увеличением количества ошибок в процессе передачи данных, что потребовало разработки помехоустойчивого кода.
Полученная в результате доработки спецификация 802.3ab (интерфейс 1000Base-T), принятая годом позже, определяет использование неэкранированной витой пары UTP категории 5 с максимальной длиной сегмента 100 метров. В отличие от 100Base-T, где для передачи данных задействовано только две пары, здесь используются все четыре пары. Скорость передачи по одной паре составляет 125 Мбит/с, что в сумме дает 500 Мбит/с. Для достижения скорости 1 Гбит/с была использована технология «двойной дуплекс» (dual duplex). Суть ее состоит в следующем. Обычно для передачи информации по одной паре используется один из фронтов распространяющегося по этой линии сигнала. Это означает, что передача информации может идти только в одном направлении, то есть одна пара может быть использована только для приема или передачи информации. Двойной дуплекс подразумевает использование обоих фронтов сигнала, то есть передача информации по одной паре происходит одновременно в двух направлениях, следовательно, пропускная способность одной пары возрастает до 250 Мбит/с.
     Таким образом, сохранив преемственность с предыдущими спецификациями, Gigabit Ethernet дает ряд потенциальных выгод. Наиболее очевидная из них заключается в том, что компании, имеющие локальные сети, базирующиеся на витой паре категории 5, смогут без особых усилий нарастить пропускную способность, используя уже существующие кабельные системы. Это потребует минимальных финансовых вливаний и трудозатрат. Технология передачи данных и протоколы нижних уровней остаются принципиально теми же, на которых строится существующая сетевая структура. Стандарт 1000Base-T поддерживает технологию автосогласования между устройствами, работающими на разных скоростях, - 100 или 1000 Мбит/с, что дает возможность поэтапного перехода к возможностям нового оборудования: пользователи могут продолжать пользоваться Fast Ethernet, а при возникновении необходимости перейти к гигабитным скоростям.

Система Orphus
Яндекс.Метрика